Состав для комплексного насыщения стальных изделий Советский патент 1993 года по МПК C23C10/52 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, преимущественно инструмента, и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях народного хозяйства при насыщении в порошковых смесях,

Целью изобретения является повышение износостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что состав для комплексного насыщения инструмента из сталей, содержащий оксид ванадия, оксид марганца, оксид титана, порошок алюминия и оксид алюминия, содержит дополнительно молибдат аммония и хлорид кадмия, а в качестве активатора используется кремнефтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид хрома Оксид ванадия Порошок алюминия Оксид титана Молибдат аммония Хлорид кадмия Кремн фторис ты

18-26

7-11

14-18

10-18

2-5

2-5

натрий0,5-2,5

Оксид алюминияОстальное

При этом функциональное назначение вновь вводимых компонентов состава заключается в следующем:

Молибдат аммония - поставщик активных атомов молибдена, которые попадая в диффузионный слой, повышают его износостойкость;

Хлорид кадмия - поставщик активных атомов кадмия, которые попадая в диффузионный слой, повышают его износостойкость;

Кремнефтористый натрий - активатор процесса, создающий активную газовую среду, повышающую способность состава.

При этом молибдат аммония в смеси с хлоридом кадмия образует дополнительный активатор - хлористый аммоний, который, вместе с основным активатором - кремнефтористым натрием, обеспечивает высокую концентрацию газовой фазы, ведущую к повышению степени генерирования насыщающих компонентов в диффузионный слой

Ё

оо

О

OJ XI О

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав отличается от известного введением новых компонентов, а именно: молибдата аммония и хлорида кадмия с использованием нового активатора - кремне- фтористого натрия.

Анализ известных составов, используемых для комплексного насыщения, показал, что некоторые введенные в заявляемое ре- .шение вещества известны, например, активатор, содержащий фторид. Однако их применение в этих составах в сочетании с другими компонентами не обеспечивает составом такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно, существенного повышения износостойкости, как следствие: повышение молибдатом аммония износостойкости диффузионного слоя: создание кремнефтористым натрием активной газовой среды, повышающей насыщающую способность состава. При этом молибдат аммония в смеси с хлоридом кадмия образует дополнительный активатор - хлористый аммоний, который вместе с основным активатором - кремнефтористым натрием, обеспечивает высокую концентрацию газовой фазы, ведущую к повышению генерирования насыщающих компонентов в диффузионный слой.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены десять смесей с различным соотношением компонентов,

Дифффузионное насыщение осуществляли при температуре 1000-1050°С в течение 5 ч в контейнерах с плавким затвором без использования вакуума или защитных атмосфер.

Испытание на износостойкость диффу- зионно-упрочненных образцов из сталей следующих марок: сталь 45, У8, У10, 5ХНМ проводили на машине типа Шкода-Савина в условиях трения скольжения без смазочного материала. Размеры образцев - 15 х 15 х 35 мм. Размеры диска-контртела-диаметр 60 мм и толщина - 4 мм. при твердости HRC-69-71 ед. Испытания выполняли при давлении - Р-72..0Н, при скорости вращения диска-контртела - v - 500 об/мин.

В таблице представлены результаты испытаний на износостойкость диффузионно- упрочненных образцов.

Из данных таблицы следует, что износостойкость поверхностных слоев сталей

марок - сталь 45, У8, У10 и 5ХНМ, достигаемая при обработке в предлагаемом составе, выше, чем у прототипа в 1,4-2,6 раза. Соотношение компонентов в составах 7, 8, 9 и 10 не дают значительного повышения износостойкости, на основании чего, можно определить наиболее целесообразное соотношение компонентов в предлагаемом составе.

Таким образом, использование предложенного состава позволит повысить износостойкость поверхностных слоев сталей - сталь 45, У8, У 1.0 и 5ХНМ, что в свою очередь продлит срок службы деталей и позволит сократить расход материала на изготовление деталей и инструмента.

Формула изобретения Состав для комплексного насыщения стальных изделий, содержащий оксид хро- ма, оксид титана, оксид ванадия, порошок алюминия, оксид алюминия и активатор, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости изделий, состав дополнительно содержит молибдат ам- мония и хлорид кадмия, а в качестве активатора - кремнефтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид хрома18-26 Оксид ванадия 7-11 / Оксид титана 10-18 Порошок алюминия 14-18 Молибдат аммония 2-5 Хлорид кадмия 2-5 Кремнефтористый натрий 0,5-2,5

Оксид алюминияОстальное

Использование: изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, и может быть использовано в машиностроительной, инструментальной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: оксид хрома 18-26; оксид ванадия 7-11; оксид титана 10-18; порошок алюминия 14-18; молибдат аммония 2-5; хлорид кадмия 2-5; кремнефтори- стый натрий 0,5-2,5; оксид алюминия - остальное. 1 табл.